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摘要：《核辐射仪器》是核工业类院校的核心课程，具有鲜明的专业特色。本文针对目前东华里大学《核辐射仪器》课程存在的内容交叉性强、实验成本昂贵、创新性不足等问题，研究了翻转课堂教学方法，将课上的研究性教学活动扩展到“开放式创新生态系统”中，即通过创新实验室、科研院所以及企业的联合培养，进一步激发学生的创新能力，强化实践技能，使学生更好的掌握核辐射仪器的原理、应用以及研发过程。
关键词：核辐射仪器；翻转课堂；开放式创新生态系统；创新教育；教学改革
本文引用格式：张雪昂，等.“开放式创新生态系统”下的翻转课堂教学方法研究与探索——以东华理工大学《核辐射仪器》课程为例[J].教育现代化,2019,6(96):84-86.
一引言
核辐射仪器及其装备作为核科学与技术顺利实施的重要保障，目前仍存在进口依赖性高、自主创新不足等问题[1]。东华理工大学是我国核地学发展的摇篮，一直走在核科学专业人才培养的前沿[2]。本文分析了目前《核辐射仪器》课程的特点，即课程内容涵盖广泛、技术交叉融合性强、实验成本昂贵等，同时总结了当前课程存在的创新性教育不足等问题，探索了“开放式创新生态系统”下的核辐射仪器翻转课堂教学方法。
翻转课堂是一种颠覆传统教育方法的新理念，主要思想是将传统的课上教学通过移动终端发布，使学生在课下随时随地自主学习，而在课上则进行相关的研究性学习活动，使学生真正成为课堂的主人[3，4]。2001年起，美国、加拿大、欧洲等多所大学探索了基于翻转课堂理念的资源共享式教学改革[5]。我国在2010年以后也形成了翻转课堂的研究热潮[6]。本文以核辐射仪器翻转课堂的课上教学，及研究性学习活动为研究对象，在课堂“翻转”的基础上继续“颠覆”，不再将教学活动固定在“课上”，而是以创新为驱动力，结合教育、科研和企业三者建立“开放式创新生态系统”，培养学生的创新实践能力，如图1所示。开放式创新生态系统源于知识三角理念，从2008年欧盟成立了欧洲创新与技术学院（EIT）开始，目前涵盖184所高校、473家企业及60所科研机构，并逐步发展了“EIT-数字化创新联盟”，“KICs可持续性创新联盟”等多元化教育体系，为欧盟的科技发展提供了创新源动力，推动了欧盟经济的又一次发展[7]。在我国，浙江大学、清华大学、上海交通大学等先后建立的“协同创新中心”和“创新力提升项目”，培养了学生的科技创能力，同时孵化了近万家创新企业，推动了区域经济发展[8]。
二 翻转课堂教学模式构建
翻转课堂将传统教学的课上、课下内容进行了翻转，形成了以学生自主学习为主的课下教学和以研究性为主的课上学习，如图1的左侧部分所示。这种教学理念契合了核辐射仪器课程的特点，因此，本文提出从以下方面构建翻转课堂教学模式。
（一）线上教学内容设计与制作
《核辐射仪器》是以核辐射探测技术为基础，交叉融合了电子、计算机、机械等多学科的应用性课程。尤其在互联网+时代，通过云端共享知识可以很好的解决传统课堂上无法涉及的多元化教学材料，突破核辐射仪器本身价格昂贵、实验困难的限制，因此，翻转课堂中的线上教学内容需要相应改革，必须涵盖丰富的知识和背景技术，主要包括：国内、外主流的核辐射仪器的设计思想、电路原理、野外应用方法、维护技术以及信号处理方法等内容。在此基础上，应用专业摄影设备录制高清视频并结合其它材料剪辑成多元化教学素材，主要包括野外仪器的操作，维护和特种环境如辐射环境下仪器的工作情况等。
（二）智能终端课程管理系统
将精心设计的多元化教学素材通过课程管理系统，例如当下比较成熟的“学习通”APP等在智能终端发布和管理。学生能够应用该课程管理系统APP实现不受时间、地点的限制，自主完成教学内容。教师也能够在线上进行答疑、批改作业等，改变传统课堂效率较低的被动学习，变成真正自主性、有针对性的主动学习。
三 开放式创新生态系统构建
翻转课堂将传统课堂中的时间和地点进行了翻转，在课上以研究性、开放性学习为主。本文主要针对这一部分的研究，将《核辐射仪器》翻转课堂的课上教学活动扩展到课堂以外，进一步实现了颠覆，以创新为驱动力，结合教育、科研和企业三者，充分调动各种资源建立动态平衡的“开放式创新生态系统”，培养学生的实践创新能力，如图2所示，主要包括以下几点。
（一）协同创新理论研究
通过分析创新、教育、科研三者各自的特点与属性，研究协同创新教育理论。《核辐射仪器》主要针对核辐射仪器的基本原理及应用展开学习，鉴于当前国际环境下，我国对于自主研发仪器的迫切需求，因此创新教育的比重越来越高。三螺旋理论中，教育作为基础，培养知识与专业技能，为科研与企业输入人才；科研注重理论创新，位于技术前沿，促进教育发展，为企业提供先进技术；而企业面向生产一线，强调应用于实践，为教育提供资源，三者形成一个自身循环的生态系统。
（二)建立激励和保障体系
核辐射仪器与装备具有较强的交叉与融合性，涉及的技术领域广泛，同时仪器创新周期长，这使得在科研院所及企业开展的研究性、创新性学习过程相对艰苦、枯燥，因此需要建立科学的激励制度和保障机制，使学生精神饱满的投入创新研究中，包括：思想道德建设，树立投身国家建设，服务社会的意识，尤其针对核辐射仪器的特殊性和保密性，良好的思想素质保障了学生能够克服困难；充足的经费支持，提供学生需要的元器件与仪器，激励学生创新意识和创新思维；健全的法律法规，保障学生的人身安全与知识产权安全。
（三）探索研究性学习新方法
将翻转课堂的课上研究性学习扩展到“开放式创新生态系统”中，除了地点的改变，教学方法也必须随之改革。面向仪器装的创新教育，最大的特点在于通过创造实现新方法和新技术。本文的探索通过创新素质模型、大数据辅助分析、“案例教学”、项目驱动教学等新方法丰富创新教育手段。
（四）建立开放性创新生态系统
如图2所示，扩展课堂教学的范围，开展协同教育，其主旨是以创新为根本驱动力，使教育和科研更好的为培养创新人才服务。因为核辐射仪器与装备的性质，偏重实践与应用，技术含量高，同时强调实验，传统的课堂内部无法真正落实到位。而科研院所与企业面向了最高端的科学研究和生产一线，将这些优势恰好可以弥补传统课堂的不足。
本文的探索中，通过“校内创新实验室——科研院所创新平台——校外创新性企业实践基地”的产、学、研有机结合，建立开放性创新生态系统。其中，校内创新实验室将根据教师科研项目或学生自主申请，形成适合于学生的子项目，将学生课下通过移动终端学习的基础知识应用到基础项目中来，形成初步的创新研究；科研院所创新平台属于更高一个层次的研究平台，针对的是前沿的方法与技术，学生将在此培养创新意识、创新思想和创新方法；企业实践基地，将以应用带动技术创新，开展野外实验、数据采集和处理研究，完成整个核辐射仪器的研发流程。
四结语
本文探索了翻转课堂模式中的课堂研究性学习新方法，从课堂扩展到“开放式创新生态系统”中。通过学院中的试验，总结如下：
1.通过翻转课堂教学模式，使学生克服传统课堂的缺点，从被动学习到主动学习，深化知识重、难点，更好地掌握课程内容；
2.通过协同创新培养系统建立校内创新实验工作室、高科技企业创新实践基地和科研院所创新平台，结合产、学、研三者推动创新教育发展，培养了学生良好的创新与实践能力，提高了考研成功率和就业率。
参考文献
[1]许可.核辐射探测仪器和技术的发展趋势[J].科技创新导报,2016,13(34):68-69.
[2]乐融,陈中胜,刘红芳,等.科研促进教学、全面提高人才培养质量的实践与探索——以东华理工大学为例[J].东华理工大学学报(社会科学版),2018,37(02):180-184.
[3]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012,30(04):46-51.
[4]杨志超,张雪昂,饶利民,等.基于“翻转课堂”的地球物理仪器课程教学改革探索与研究[J].中国教育信息化,2018(10):35-37.
[5]王红,赵蔚,孙立会,等.翻转课堂教学模型的设计——基于国内外典型案例分析[J].现代教育技术,2013,23(08):5-10.
[6]张渝江.翻转课堂变革[J].中国信息技术教育,2012(10):118-121.
[7]董雨,魏国健.EIT-KIC平台对我国构建区域性协同创新平台的启示[J].中国高校科技,2018(10):28-30.
[8]项杨雪.基于知识三角的高校协同创新过程机理研究[D].浙江大学,2013.
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